JPH09647A - 治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状閃光灯などのパルス状非レーザ型光源に
よる治療装置を提供する。 【解決手段】 処置のための光出力を供給するように動
作できる非コヒーレントパルス状光源（１４）と、この
光源に接続された電源と、反射器（１６）を含み開口部
を有するハウジングとを備え、光源はハウジング（１
２）の内部に配置され、反射器は光源からの光を開口部
へ反射し、開口部と治療部位の間に可撓性光ガイドが配
置され、この光ガイドは光源からの非コヒーレント光を
受けてその光を治療部位へ送り、光源と反射器および光
ガイドがあいまって６Ｊ／ｃｍ２と１００Ｊ／ｃｍ２
の間の光を供給する治療部位を処置するための治療装置
であって、光ガイドは所定の角度で発散している光を送
り、発散は希望の処置深さに応じて選択されることを特
徴とする治療装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全体として治療電
磁処置技術に関するものであり、更に詳しく言えば、治
療処置またはその他の用途のために、そのような処置の
ための閃光灯（閃光管）などの空間的に拡がっているパ
ルス動作光源を利用するため、または閃光灯からの光を
光ファイバに効率的に集束するための装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この出願の優先権主張の基礎を成す米国
特許出願は、１９９２年１０月２０日に出願された「Ｍ
ｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ｔ
ｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉ
ｃ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ」という名称の未決の米国特許
出願一連番号０７／９６４２１０の一部継続出願であ
る。

【０００３】皮膚疾患の処置などの治療用の医療用途に
電磁放射線を使用することが従来技術で知られている。
たとえば、Ｍｕｔｚｈａｓに付与された米国特許第４２
９８００５号は、美容用、光生物学用および光化学用の
連続紫外線灯について記述している。スペクトルの紫外
線部分を用いることを基にした治療と、皮膚に対するそ
れの光化学的相互作用が記述されている。Ｍｕｔｚｈａ
ｓの紫外線灯を用いて皮膚に供給されるパワーは１５０
Ｗ／ｍ２ として記述されている。これは皮膚温度に大
きな効果を及ぼさない。

【０００４】紫外線を含む従来技術の治療に加えて、ア
ルゴンレーザ、ＣＯ２ レーザ、Ｎｄ（Ｙａｇ）レー
ザ、銅蒸気レーザ、ルビーレーザ、および色素レーザを
含めたレーザが皮膚科治療のために使用されてきた。た
とえば、フルモトに付与された米国特許第４８２９２６
２号は、皮膚科への応用に使用する色素レーザの製造方
法を記述している。レーザ光によって処置できる２種類
の皮膚状態は、皮膚の色素沈着または皮膚の構造の局部
的な違いなどの外部皮膚疾患と、ポートワインしみ、末
梢血管拡張症、脚静脈および老年性血管腫および星芒性
血管腫を含めて、各種の皮膚異常をひき起こす皮膚の下
の深くに存在する血管疾患である。それらの皮膚疾患の
レーザ治療は、レーザ光の吸収による治療部位の局部加
熱を一般に含む。皮膚を加熱すると皮膚の疾患が変化ま
たは治療され、皮膚の異常が全部または部分的に消され
る。

【０００５】色素沈着などの、ある外部疾患も、皮膚の
部分を蒸発させるために十分高い温度まで非常に急速に
皮膚を加熱することによって、治療することもできる。
より深い所に存在する血管の疾患は、血液を凝固させる
ために十分高い温度まで血液を加熱することによって、
一層典型的に治療される。そうすると疾患は最終的に消
える。処置の深さを制御するために、パルス動作する放
射源をしばしば用いる。熱が血管内部に入り込む深さ
は、放射源のパルス幅を制御することによって制御され
る。皮膚の吸収係数と散乱係数も熱の浸透に影響する。
それらの係数は皮膚の構成物質と放射線の波長との関数
である。とくに、表皮中および真皮中における光の吸収
係数はゆっくり変化して、単調に減少する波長の関数で
ある。したがって、治療される皮膚の特定の状態と血管
の太さに対して吸収係数が最適にされるように、光の波
長を選択しなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】入れ墨除去および生ま
れつきのあざおよびエージマークの除去などの用途のた
めのレーザの効率は、レーザが単色であるために低下す
る。第１の種類の皮膚色素沈着異常を治療するために所
与の波長のレーザを効果的に使用できるが、第２の種類
の疾患を持つ皮膚によってレーザの特定の波長が効率的
に吸収されないとすると、その波長は第２の種類の皮膚
疾患には効果的ではない。また、レーザは通常は複雑
で、製造に費用がかかり、供給されるパワーに対して大
きく、信頼できず、維持が困難である。

【０００７】血管疾患の付近の血液の成分が変化し、血
液成分が治療部位の吸収係数に影響するために、光の波
長は血管疾患の治療にも影響する。酸化血球素が、血液
の光学的特性を制御し、可視領域に強い吸収帯を持つ主
な色素団である。更に詳しくいえば、酸化血球素の最強
の吸収ピークは４１８ｎｍで生じ、６０ｎｍの帯域幅を
持つ。吸収係数がより小さい二つの追加の吸収ピークが
５４２ｎｍと５７７ｎｍで起こる。それら二つのピーク
の総帯域幅は１００ｎｍ程度である。また、５００ｎｍ
ないし６００ｎｍの波長範囲の光は皮膚の血管疾患の治
療に望ましい。その理由は、その光が血液によって吸収
され、皮膚を通じて浸透するからである。１０００ｎｍ
までのより長い波長も効果的である。その理由は、それ
らの波長が皮膚の中により深く浸透できて、周囲の組織
を加熱し、パルス幅が十分に広いと、熱伝導によって血
管の加熱に寄与するからである。また、より長い波長は
より太い直径の血管の治療に効果的である。その理由
は、血管中の光のより長い経路によって低い吸収係数が
補償されるためである。

【０００８】したがって、スペクトルの近紫外線部およ
び可視部をカバーする広帯域電磁放射源が、外皮疾患お
よび血管疾患の治療に望ましい。光源の全波長範囲はい
くつかの用途のいずれの治療も最適にするために十分で
なければならない。そのような治療電磁放射装置は、治
療する特定の疾患に対する全範囲内の最適な波長範囲の
供給もできなければならない。光の強さは、求められて
いる温度まで治療部位の温度を上昇させることによっ
て、求められている熱効果を生じさせるために十分でな
ければならない。また、各用途で最適な浸透深さを達成
するように、パルス幅は十分に広い範囲にわたって可変
でなければならない。したがって、求められている皮膚
治療に従って選択できる広い波長範囲を持ち、パルス幅
を制御でき、治療部位に照射するために十分に高いエネ
ルギー密度を有する光源を得ることが望ましい。

【０００９】棒状閃光灯などのパルス状非レーザ型光源
がそれらの利益を提供する。求められている熱効果を達
成するために、放出された光の強さを十分高くできる。
熱の浸透深さを制御できるようにパルス幅を広い範囲に
わたって変化できる。典型的なスペクトルは可視範囲お
よび紫外線範囲をカバーし、特定の用途に最も効果的な
光学帯を選択でき、または蛍光物質を用いて強めること
ができる。更に、閃光灯などのパルス状非レーザ型光源
はレーザよりも製造がはるかに簡単かつ容易であって、
同じ出力パワーでは極めて安価であり、一層効率的で信
頼性もある。それらの光源は種々の特定の皮膚治療用途
に対して最適にできる広いスペクトル範囲を持つ。それ
らの光源は、各種の皮膚治療に重要である広い範囲にわ
たって変化できるパルス長さも有する。

【００１０】皮膚疾患を治療するために使用されること
に加えて、膀胱結石切破術および血管の詰まりの除去な
どの侵襲医療処置では、レーザ光は光ファイバに結合さ
れ、ファイバを通じて治療部位に供給される。膀胱結石
切破術では、ファイバはパルスレーザからの光を腎臓ま
たは胆石まで送り、石との光相互作用が石を粉砕する衝
撃波を発生する。血管の詰まりを除去するために、光が
ファイバによって詰まり部分に結合され、その詰まり物
質をばらばらにする。いずれの場合でも、レーザ皮膚処
置に関して上記レーザの欠点が存在する。したがって、
閃光灯を利用する膀胱結石切破術および詰まり物質除去
のための治療装置が望ましい。

【００１１】ある部位を効果的に治療するために、光源
からの光を治療部位に集束しなければならない。医療に
おいてパルス状レーザ光を光ファイバに結合することは
全く一般的なことである。従来技術はＣＷ灯などの等方
性非コヒーレント点光源を細い光ファイバに結合するこ
とを記述している。たとえば、１９８８年７月１２日に
Ｃｒｏｓｓ他に付与された米国特許第４７５７４３１号
が、小さいフィラメントを持つ非コヒーレント点光源、
または電極間隔が２ｍｍであるアーク灯からの光を小さ
い領域に集束する方法を開示している。点（または小さ
い）光源は寸法が小さいために、また、大きなエネルギ
ー損失なしに集束することが比較的容易である。１９７
７年５月１０日にＫｉｓｈｎｅｒに付与された米国特許
第４０２２５３４号が、フラッシュ管によって発生さ
れ、そのフラッシュ管によって放出された光のほんの一
部を光ファイバに集めることを開示している。

【００１２】しかし、閃光灯などの大きい寸法の拡大さ
れた光源では、それのエネルギーの大きな部分を小さい
領域に集束することは困難である。光ファイバへの結合
はより一層困難である。というのは、高いエネルギー密
度を達成しなければならないだけでなく、光の角度分布
を、光ファイバが光を捕らえることができるようなもの
にしなければならないからである。したがって、拡がっ
た高輝度パルス光源の出力を光ファイバに結合するため
の装置を得ることが望ましい。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の実施例に
よれば、治療装置がハウジングと、このハウジングの内
部に配置され、処置のためのパルス状光出力を発生する
ように動作できる非コヒーレント光源、閃光灯が適当で
ある、とを備える。ハウジングは開口部を有し、皮膚治
療部位の近くに配置するのに適当である。ハウジングの
内部の光源の近くに反射器が設けられ、ハウジングの開
口部の近くに少なくとも一つの光フィルタが設けられ
る。開口部と同じ拡がりで絞りが設けられる。可変パル
ス幅パルス形成回路によって閃光灯に電力が供給され
る。そうすると、治療装置は密度が制御されて、濾波さ
れたパルス状光出力をハウジングの開口部を通じて治療
のため皮膚部位に供給する。

【００１４】本発明の第２の実施例によれば、光エネル
ギーによる治療方法が、非レーザ、非コヒーレント光源
からの大きなパワーのパルス状光出力を供給する過程
と、そのパルス状光出力を治療部位に照射する過程とを
備える。光のパワー密度が制御されるように、その光出
力のパルス幅を制御し、集束する。また、光のスペクト
ルを制御するために光を濾波する。

【００１５】本発明の第３の実施例によれば、結合器が
トロイダル閃光灯などの非コヒーレント光源を備える。
その非コヒーレント光源と少なくとも一つの光ファイバ
すなわち光ガイドとの周囲に反射器が配置される。光フ
ァイバの端部が反射器の内部に配置される。この端部は
円形灯からの光を集める。類似の結合構成で光ファイバ
を、光源からの光を受けるために配置されて、光を光フ
ァイバに供給する直線−円光ファイバ送り装置ととも
に、設けることができる。反射器の直線すなわち棒状閃
光灯の軸線に平行な平面内の横断面は長円形で、棒状閃
光灯は長円の一つの焦点に配置され、直線−円光ファイ
バ送り装置は長円の他の焦点に配置される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明をより良く理解するため
に、添付の図面を参照する。図面で類似の番号は図面全
体を通じて対応する要素または対応する部分を示すもの
とする。

【００１７】本発明の少なくとも一つの実施例を詳しく
説明する前に、本発明の用途は以下の説明で述べ、図面
に示す部品の構造および配置の詳細に限定されないこと
を理解すべきである。本発明は他の実施例で実施でき、
または種々のやり方で実施できる。また、ここで用いる
用語および術語は説明のためのものであって、限定する
ものと見なすべきではない。

【００１８】まず、図１および図２を参照すると、本発
明の原理に従って構成され、動作する非コヒーレントパ
ルス状光源皮膚治療装置の横断面図と側面図とがそれぞ
れ示されている。装置１０は開口部を有するハウジング
１２と、ハンドル１３（図２のみ）と、外部ガラス管１
５を有する光源１４と、長円形反射器１６と、１組の光
フィルタ１８と、絞り２０と、検出器２２（図１のみ）
とを含むことが図を見ればわかる。

【００１９】ハウジング１２の内部に設けられている光
源１４は、ＩＬＣから入手できるガス入り棒状閃光灯、
型番Ｌ５５６８、などの典型的な非コヒーレント光源で
ある。このガス入り棒状閃光灯１４によって放出された
光のスペクトルは電流密度と、ガラス管材料の種類と、
管内部で使用する混合ガスとに依存する。電流密度が高
い（たとえば、３０００Ａ／Ｃｍ２ またはそれ以上）
と、スペクトルは黒体放射スペクトルに類似する。典型
的には、ほとんどのエネルギーは３００〜１０００ｎｍ
の波長範囲で放出される。

【００２０】皮膚（または見える）疾患を治療するため
には、皮膚で求められている光密度を供給しなければな
らない。この光密度は図１と図２に示す集束装置で達成
できる。図１は、やはりハウジング１２に設けられてい
る反射器１６の横断面図を示す。図１に示すように、閃
光灯１４の軸線に垂直な平面内の反射器１６の横断面は
長円である。棒状閃光灯１４はその長円の一つの焦点に
配置され、皮膚２１の治療部位が他の焦点に配置される
ように反射器１６は配置される。図示の装置はレーザに
用いる集束装置に類似し、閃光灯１４からの光を皮膚に
効率的に結合する。しかし、この装置は限定的なものと
考えてはならない。長円反射器１６は金属反射器、典型
的には、容易に機械加工でき、かつスペクトルの可視範
囲および紫外線範囲で非常に高い反射率を有する研磨ア
ルミニウム反射器とすることができる。他の無被覆金属
または被覆金属をこの目的のために使用することもでき
る。

【００２１】光学フィルタおよび中性フィルタ（ｎｅｕ
ｔｒａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｉｌｔｅｒ）１８がハウ
ジング１２の内部で治療部位の近くに配置され、光のス
ペクトルおよび強さを制御するためにビームまで移動さ
せたり、ビームから離ように移動させたりできる。典型
的には、５０〜１００ｎｍの帯域幅のフィルタ、および
スペクトルの可視部および紫外線部分中の低遮断フィル
タを使用する。ある治療では、紫外線部分のみを遮断し
て、ほとんどのスペクトルを使用することが望ましい。
他の用途では、主としてより深く浸透させるために、よ
り狭い帯域幅を使用することが好ましい。帯域幅のフィ
ルタおよび遮断フィルタは市販品を容易に入手できる。

【００２２】ガラス管１５は閃光灯１４と同軸に配置さ
れ、それには蛍光物質が付着される。ガラス管１５は、
血管の凝固の治療に際して、装置１０のエネルギー効率
を最適にするために典型的に用いられる。閃光灯１４の
スペクトルの紫外線部分を吸収して、血液が吸収するた
めに最適である５００〜６５０ｎｍの範囲の光を発生す
るために蛍光物質を選択できる。類似の物質が市販の蛍
光灯の内壁に塗布される。蛍光灯で「暖」白色光を発生
するために使用される代表的な物質の変換効率は８０
％、ピーク放出波長は５７０ｎｍ，帯域幅は７０ｎｍ
で、血液が吸収するために有用である。それらの蛍光体
の数ミリ秒の崩壊時間が血管の治療に求められる長いパ
ルスに適合する。

【００２３】閃光灯１４は円形、らせん形、短い円弧お
よび多重棒状などの他の形状のものを使用できる。反射
器１６は放物線形反射器または円形反射器などの他の形
のものを使用できる。光源は反射器なしでも使用でき、
光源１４を治療部位に近接して配置することによって、
求められているエネルギー効率とパワー密度を達成でき
る。

【００２４】絞り２０はハウジング１２の内部で光フィ
ルタ１８と治療部位の間に設けられ、閃光灯１４の出力
を平行にすることによって、露出される領域の長さと幅
を制御する。閃光灯１４の長さは露出できる最大長さを
制御する。典型的には、長さ（円弧長さ）８ｃｍの管を
使用し、管の中央部の５ｃｍのみが露出される。中央の
５ｃｍを使用すると露出された皮膚部分のエネルギー密
度の一様性を高くできる。そうすると、この実施例では
絞り２０（コリメータとも呼ばれる）によって最大長さ
５ｃｍの皮膚部分を露出できることになる。最小１ミリ
メートルの露出長さを得るために絞り２０を絞ることが
できる。同様に、５ｍｍ幅の閃光灯に対して、露出され
る皮膚部分の幅を１ｍｍないし５ｍｍの範囲で制御でき
る。より長い閃光灯または多重閃光灯を使用することに
よってより広い露出部を容易に達成でき、ビームをより
完全に平行にする絞りでより小さい露出部を得ることが
できる。本発明は従来のレーザすなわち点光源と比較し
て露出部をより大きくするものであって、血管のより長
い部分にわたって血流遮断が血管の凝固に一層効果的で
あるために、血管の凝固に非常に効果的である。露出さ
れる部分が広いと必要な治療時間が同時に短縮される。

【００２５】検出器２２（図１）がハウジング１２の外
部に設けられる。この検出器は皮膚から反射された光を
モニタする。検出器２２を光学フィルタ１８および中性
フィルタに組合わせて用いて、皮膚のスペクトル反射係
数およびスペクトル吸収係数を迅速に見積もることがで
きる。これは、主治療パルスを照射する前に低いエネル
ギー密度レベルで行うことができる。主治療パルスを照
射する前に皮膚の光学特性を測定することは、最適治療
条件を決定するために有用である。上記のように、非レ
ーザ型光源から放出された広いスペクトルの光によって
皮膚を広いスペクトル範囲にわたって調べることがで
き、かつ最適治療波長を選択できる。

【００２６】別の実施例においては、検出器２２または
第２の検出器システムを用いて、皮膚にパルス状光源か
らの光を照射している間に皮膚温度を実時間で測定でき
る。これは、表皮および真皮で光が吸収される、長いパ
ルスによる皮膚熱解離の応用に有用である。表皮の外側
部分が高すぎる温度に達すると、皮膚に永久的な火傷痕
が生じることになることがある。したがって、皮膚の温
度を測定すべきである。加熱されている皮膚の赤外線放
出を用いて皮膚温度を測定して、過大露出を避けること
ができる。

【００２７】典型的な実時間検出器システムは、２台の
検出器およびフィルタを用いて、二つの特定の波長にお
ける皮膚の赤外線放出を測定する。２台の検出器の信号
の間の比を用いて瞬時皮膚温度を測定できる。予め選択
した皮膚温度に達した時にパルス光源の動作を停止でき
る。皮膚に火傷痕を生じることがある断続加熱の温度し
きい値は、赤外線放出を用いて容易に測定できる５０℃
またはそれ以上程度であるため、温度測定は比較的容易
である。

【００２８】熱浸透の深さは皮膚の種々の層における光
の吸収および散乱と、皮膚の熱特性とに依存する。別の
重要なパラメータはパルス幅である。極めて薄い層にエ
ネルギーが吸収されるパルス状光源では、パルスが持続
している間に熱伝導による熱浸透の深さ（ｄ）は式１に
示すように表すことができる。

【００２９】 （式１） ｄ＝４［ｋΔｔ／Ｃρ］１／２ ここで、ｋ ＝照明されている物質の熱伝導度 Δｔ＝光源のパルス幅 Ｃ ＝物質の熱容量 ρ ＝物質の密度 である。

【００３０】この式１から、光源のパルス幅によって熱
浸透の深さを制御できることが明らかである。したがっ
て、パルス幅が１０−５秒から１０−１秒の範囲で変化
すると、熱浸透の深さが１００の率で変化することにな
る。

【００３１】したがって、閃光灯１４は１０−５秒から
１０−４秒までのパルス幅の光を発生する。皮膚中の血
管の凝固が目的である血管疾患の治療のために、血管の
厚さ全体のできるだけ多くを一様に加熱して効率的な凝
固を行うようにパルス長さを選択する。皮膚内部で治療
する必要がある典型的な血管の厚さは０．５ｍｍの範囲
である。したがって、最適なパルス幅は、血液の熱特性
を考慮して、１００ミリ秒程度である。もっと短いパル
スを使用したとしても、熱は血液を通じていぜんとして
伝えられて凝固を行わせるが、血管中の血液の、組織を
囲んでいる部分の瞬時温度は凝固のために必要な温度よ
り高く、そのために望まない損傷をひき起こすことがあ
る。

【００３２】皮膚の蒸発が目的である、外皮疾患の治療
のために、非常に狭いパルス幅を用いて皮膚の内部へ非
常に浅く熱浸透させる。たとえば、パルス幅が１０−５
秒のパルスは僅か５ミクロン程度の深さで皮膚に（熱伝
導によって）浸透する。したがって、皮膚の薄い層のみ
が加熱され、皮膚の外部あざが蒸発するように、非常に
高い瞬時温度が得られる。

【００３３】図３は、閃光灯４のパルス幅を変化させる
複数の個々のパルス形成ネットワーク（ＰＦＮ）で構成
された可変パルス幅形成回路を示す。容量Ｃとインダク
タンスＬを有する単一素子ＰＦＮによって駆動される閃
光灯の最大の半分における光パルスの全幅（ＦＷＨＭ）
は（式２）

【００３４】

【数１】

【００３５】にほぼ等しい。

【００３６】閃光灯１４は図３に示すような３種類のＰ
ＦＮによって駆動できる。高電圧電源によって充電され
る３個のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３のうちから選択す
るためにリレー接点Ｒ１’、Ｒ２’およびＲ３’を使用
する。閃光灯１４に接続されるＰＦＮを選択するために
リレーＲ１、Ｒ２およびＲ３を使用する。ＰＦＮのコン
デンサに充電されている電力を閃光灯１４に放電するた
めに高電圧スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３を使用する。一実
施例においては、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の値はそれぞれ１０
０ｍＨ、１ｍＨ、５ｍＨであり、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値
はそれぞれ１００ｍＦ、１ｍＦ、１０ｍＦである。

【００３７】パルス幅の基本的な可変性を提供する各Ｐ
ＦＮを別々に起動できることに加えて、ＰＦＮ’を逐次
起動することによって追加の変化を達成できる。たとえ
ば、第１のパルスがそれの振幅の半分に減衰した後で第
２のＰＦＮが起動されるように、パルス幅Δｔ１とΔｔ
２を持つ二つのＰＦＮ’が起動されるものとすると、シ
ステムのこの動作の実効光パルス幅が関係

【００３８】

【数２】

【００３９】によって与えられる。

【００４０】充電電源の電圧範囲は典型的には５００Ｖ
ないし５ｋＶである。したがって、リレーはそれらの電
圧を確実に絶縁できる高電圧リレーでなければならな
い。スイッチＳは閃光灯１４の電流を流すこと、および
ＰＦＮが順次起動されるならば発生される逆高電圧を絶
縁できる。個体スイッチ、真空スイッチまたはガス入り
スイッチをこの目的のために使用できる。

【００４１】閃光灯を低電流導通モードに維持するため
にシマー（ｓｉｍｍｅｒ）電源（図３には図示せず）を
使用できる。パルス幅を変化させるために、単一のＰＦ
Ｎとクロウバースイッチを用いる、または開閉できるス
イッチを使用するなどの、他の構成を使用できる。

【００４２】典型的には、電気的パルス幅が１〜１０ｍ
秒である閃光灯１４を動作させるために、１００〜３０
０Ｊ／ｃｍ２ の直線電力密度入力を使用できる。典型
的な閃光灯の穴の直径が５ｍｍで、皮膚上で３０ないし
１００Ｊ／ｃｍ２ の電力密度を達成できる。５００〜
６５０ｎｍの帯域を使用すると入射エネルギーの２０％
が送られる。したがって、皮膚において６〜２０Ｊ／ｃ
ｍ２ のエネルギー密度が達成される。蛍光物質を含む
と希望の範囲で出力放射線が一層増大されて、閃光灯１
４へのより低いエネルギー入力で皮膚に同じ量の光を照
射できるようにされる。

【００４３】パルス状レーザ皮膚治療は、パルス幅が
０．５ｍ秒の範囲で、０．５〜１０Ｊ／ｃｍ２ である
エネルギー密度が血管に関連する皮膚疾患の治療に一般
に効果的であることを示している。この範囲のパラメー
タは棒状閃光灯などのパルス非レーザ型光源の動作範囲
に含まれる。皮膚におけるエネルギー密度を制御するた
めに数ステップの中性ガラスフィルタ１８も使用でき
る。

【００４４】外部疾患のためには５マイクロ秒の典型的
なパルス幅を用いる。５ｍｍの穴閃光灯に２０Ｊ／ｃｍ
２ の電力密度が入力すると、皮膚におけるエネルギー
密度が１０Ｊ／ｃｍ２ に近付く。スペクトルのハード
（ｈａｒｄ）紫外線部分を遮断すると９０％のエネルギ
ーが透過する、すなわち、皮膚に照射されるエネルギー
密度が１０Ｊ／ｃｍ２ に近付くことになる。このエネ
ルギー密度は皮膚の外部あざを蒸発させるために十分高
い。

【００４５】治療装置１０は、医師がハンドル１３を用
いて持つ軽量ユニットと、手持ちユニットとの二つのユ
ニットとして構成できる。手持ちユニットは閃光灯１４
と、フィルタ１８と、絞り２０と、検出器とを含む。フ
ィルタ１８と絞り２０とは一緒に、スペクトルと、露出
部位の寸法とを制御する。検出器は反射率と瞬時皮膚温
度を測定する。電源と、ＰＦＮと、電気的制御器とは、
可撓性ケーブルを介して手持ちユニットに接続される別
々の箱（図示せず）に納められる。これによって動作
と、治療すべき皮膚の部位への接近とを容易に行えるよ
うにされる。

【００４６】以上、本発明を皮膚の治療に関連して説明
した。しかし、侵襲治療にレーザではなくて閃光灯を用
いることによる利点がさらに得られる。膀胱結石切破術
または血管の詰まりの除去などの処置を閃光灯で行うこ
とができる。そのような治療装置は図１および図２に示
す装置に類似させることができ、閃光を発生するために
図３の電子回路を使用できる。しかし、光ファイバに光
を正しく結合するために、図４と図８ないし１０にいく
つかの結合器４０、８０、９０をそれぞれ示す。

【００４７】結合器４０は棒状フラッシュ管４２などの
高輝度非コヒーレントおよび等方性パルス光の光源と、
光エネルギーを光ファイバ４６に供給する光反射器４４
とを含む。図４に示す実施例では光ファイバ４６の縁部
は全体として円錐形である。光ファイバ４６は集光シス
テム４４からの光を治療部位に送る。一般に、結合器４
０は閃光灯からのパルス光を光ファイバに結合するもの
であって、医療、産業および家庭などの領域で用途があ
る。

【００４８】たとえば、処理されている材料の一部を急
速に加熱または融除するために、または光化学処理を誘
導するために、材料処理に結合器４０を使用できる。あ
るいは、写真撮影のためのフラッシュを発生するために
写真撮影で結合器４０を使用できる。そのような結合器
を使用すると、フラッシュ管をカメラの内部に組込ん
で、発生した光を光ファイバを用いてカメラの外に送る
ようにできる。結合器４０によって、過去にはコヒーレ
ント光または非コヒーレント光を用いていた多くの用途
に、非コヒーレント光を使用できるようになることを当
業者は認識するにちがいない。

【００４９】光を光ファイバに結合するために、フラッ
シュ管４２の形は、図５および図６に示すように、トロ
イダル形であって、反射器４４の内部に配置される。ト
ロイダル形に加えて、連続らせんなどのその他の形をフ
ラッシュ管４２に使用できる。しかし、らせん管はトロ
イダル管より製作が困難である。ここで図６を参照する
と、フラッシュ管４２の形は全体として環形であるが、
環の端部に配置されている電極を電源に接続しなければ
ならないために、完全な環ではない。電極への接続は極
めて小さく行うことができるので、電極を電源に接続す
ることはフラッシュ管４２の形を円形から大きく乱すも
のではない 反射器４４は光を集めて集中するためのものであって、
トロイダルフラッシュ管４２の短軸に垂直な平面内にお
ける横断面はほぼ長円である。この長円の長軸はトロイ
ダルフラッシュ管４２の長軸に対して小さい角度を成す
ことが好ましい。長円の軸とフラッシュ管４２の長軸と
の間の角度の正確な値は、光ファイバの開口数（ＮＡ）
に依存する。トロイダルフラッシュ管４２の短軸が長円
の焦点に一致するように、トロイダルフラッシュ管４２
は配置される。長円の他の焦点は光ファイバ４６の縁部
にある。反射器４４は金属を機械加工して製作でき、光
を良く反射するように内面を研磨する。アルミニウムは
可視波長および紫外線波長で反射率が高い、非常に良い
反射材であって、この目的のために使用できる。反射器
は一体に機械加工し、その後で装置の主軸に垂直な表面
に沿って切断できる。こうするとトロイダルフラッシュ
管４２を装置に一体にできる。

【００５０】図４に示すように、光ファイバ４６の縁部
は開口角が小さい円錐形であるから、フラッシュ管から
の光にさらされる光ファイバの全面積は広くなる。ここ
で、光を円錐形先端部に結合するための幾何学的図形を
示す図７を参照する。ここで、屈折率がｎ２ である空
間内の領域から光が到来し、光ファイバの円錐形部分
（および光ファイバのコアの残りの部分）の屈折率がｎ
１ であると仮定する。

【００５１】円錐形部分に入射する光線の必ずしも全て
がそれに入り込むわけではない。システムの主軸を含む
平面内を伝わる光線に対して、入り込んで光ファイバに
吸収される光線の角度について条件を誘導できる。その
条件を式３に示す。

【００５２】 （式３） Ｓｉｎ（μｃｒｉｔｉ ）＝Ｃｏｓ（β）−［ｎ１２／ｎ２２−１］１／２ ｓｉｎ（β） 入射角μが式３から計算したμｃｒｉｔｉ より大きけ
れば、光は光ファイバの円錐形部分に捕捉される。ｎ１
＞ｎ２ である時だけ、捕捉が可能である。光ファイ
バの外部の媒体が空気であれば、ｎ２ ＝１である。コ
アと被覆を有する光ファイバを用いるとすると、光ファ
イバの円錐形部分に捕らえられた光の全部ではないが、
光ファイバのまっすぐな部分に捕らえられもする。コア
はあるが、被覆が設けられていない（空気被覆）光ファ
イバを用いるとすると、ファイバの円錐形部分によって
捕らえられた全ての光線は、光ファイバのまっすぐな部
分に捕らえられもする。

【００５３】図４に示す構成は、反射器と光ファイバの
間の容積を充たす流体に使用することもできる。この目
的に非常に便利な流体は水とすることができる。水は、
繰り返し率が高いパルスを使用した場合に閃光灯を冷却
するために非常に効果的でもある。流体が存在すると、
閃光灯の外被材料と空気の間の遷移などの、ガラスから
空気へ遷移することに伴う損失を減少する。反射器の容
積内に流体を使用するものとすると、円錐形部分に捕ら
えられた全ての光線が、コア／被覆光ファイバを使用し
ているとしても、光ファイバに捕らえられもする。

【００５４】反射器の内部に光ファイバを設ける別のや
り方は、平らな縁部を持つ光ファイバを用いることによ
るものである。この構成を図８に示す。この構成の捕獲
効率は円錐形縁部の捕獲効率に非常に近い。球面形など
の、光ファイバの縁部の他の多くの形状を使用すること
もできる。光ファイバの縁部の構成は光ファイバの出口
側における光の分布にも影響するために、この装置の特
定の用途に従ってその構成を選択できる。

【００５５】この装置には各種の光ファイバを使用でき
る。単一光ファイバ、または直径がミリメートルまたは
ミリメートルより細いファイバを少数まとめて構成した
光ファイバが侵襲医療用に通常使用される。他の用途、
とくに産業用および家庭用へは、太い直径の光ファイ
バ、または多数のファイバをまとめた光ファイバ、ある
いは光ガイドを使用することが好ましい。

【００５６】一実施例によれば、光を治療部位に結合す
るために可撓性光ガイドまたは硬質光ガイドを使用でき
る。石英繊維の束またはその他のガラス繊維の束から製
造した可撓性光ガイドを束の縁部で一緒に熱融着でき
る。束の形は円形、長方形、またはその他の任意の有用
な形にできる。硬質光ガイドは高い透明度を持つ石英、
アクリル、ガラス、またはその他の材料から製造でき
る。その材料の全ての面を全体として高度に研磨する。

【００５７】治療のために有用な円形光ガイドの適当な
横断面の直径は１ｍｍから１０ｍｍである。あるいは、
典型的な寸法が３ｍｍ×１０ｍｍ〜３０ｍｍ×１００ｍ
ｍである長方形光ガイドを使用できる。いずれの場合に
も、長さを２０〜３００ｍｍにでき、または特定の用途
の必要に応じた長さにできる。

【００５８】別の実施例によれば、光を一層効率的に結
合するために長方形光ガイドを使用できる。長方形光ガ
イドは、長方形の棒状閃光灯に合致する、または治療す
る血管の形に合致する形を取るように選択される。

【００５９】別の実施例では、治療部位に供給される光
のスペクトルを制御するために、上記光ガイドを使用で
きる。吸収染料が溶解されている材料から光ガイドを製
作することによってスペクトルを制御できる。そうする
と、光ガイドによって伝えられる光のスペクトルは吸収
染料によって決定される。あるいは、光ガイドの一つの
端部（入力端部が好ましい）に平らな個別フィルタを付
加できる。それらのフィルタの両方とも吸収フィルタで
ある。Ｓｃｈｏｔｔによって製造された吸収フィルタＯ
Ｇ５１５、ＯＧ５５０、ＯＧ５７０、およびＯＧ５９０
が適当な特性を持つことを発明者が見出だしている。

【００６０】また、適切な光被覆を光ガイドに付着する
ことによって、干渉フィルタまたは光ガイドにおける反
射被覆を使用できる。この場合も、単一の離散型干渉フ
ィルタも使用できる。さらに、本明細書に記述した様々
なフィルタまたはその他のフィルタの組合せも使用でき
る。ここで説明するフィルタを使用することによって、
図１を参照して先に説明したフィルタの使用が冗長にさ
れることがある。

【００６１】別の実施例は用途に特有の光ガイドを使用
することを伴う。このようにして、種々の処置のための
光のスペクトルを容易に制御できる。この別の実施例に
よれば、各種類の処置を特定の光ガイドで行う。

【００６２】光ガイドの光学特性を選択して特定の処置
を最適にする。下記の波長がそれぞれの処置にとくに有
用である。

【００６３】 直径が０．１ｍｍより細い動脈−５２０〜６５０ｎｍ 直径が０．１ｍｍより細い静脈−５２０〜７００ｎｍ 直径が０．１ｍｍと１．０ｍｍの間の血管−５５０〜１
０００ｎｍより太い血管−６００〜１０００ｎｍ 各場合に、皮膚がより黒いとすると（より高い色素沈
着）スペクトルのより低い遮断部おいてより長い波長を
使用すべきである。

【００６４】浸透を最適にするために多重スペクトルを
使用できる。これは、種々のスペクトルをおのおの持つ
数個のパルスを照射することによって行うことができ
る。たとえば、第１のパルスが血液に非常に良く吸収さ
れるスペクトルを持つことができる。このパルスは血液
を凝固させることによって、血液の光学特性を変化させ
て、その血液が別の波長範囲（長い方が好ましい）を一
層吸収するようにする。第２のパルスはより効率的に吸
収される。その理由は、血液がより長い波長範囲のエネ
ルギーを吸収するからである。この原理をレーザその他
の光源で同様に使用できる。

【００６５】上記光ガイドの諸特徴に加えて、皮膚に入
射する光線の角度分布を制御するために、一実施例にお
いては、光ガイドを使用する。大きい角度（垂直に対し
て）で皮膚に入射する光は組織の中に非常に深くは浸透
しない。逆に、皮膚に垂直に入射する光は組織の中に非
常に深く浸透する。したがって、治療が浅い浸透を要す
る時は、比較的広い角度で発散する光線を分布させるこ
とが望ましい。あるいは、深い浸透を要する処置には狭
い発散が望ましい。ある治療は浅い浸透と深い浸透の両
方を要することがある。

【００６６】図１５は、入射ビームの発散角度より大き
い角度で発散する出射ビームを持つ光ガイド１１５を示
す。図１５に示すように、ビーム１１６が、光ガイド１
１５の軸に対して小さい角度で光ガイド１１５に入る。
ビーム５０１が光ガイド１１５を出ると、その軸に対す
る角度ははるかに大きい。光ガイド１１５のテーパ状の
形がこの発散を強くする。

【００６７】図１６はまっすぐな光ガイド１１８を示
す。この光ガイドはそれに入る光線の角度分布を維持す
る。ビーム１１９が結合器６０１の軸に対して同じ角度
で光ガイド１１８に入り、それから出ることが示されて
いる。光ガイド１１５と１１８を別のやり方で使用する
ことによって、上記のような狭くて深い浸透を行うこと
ができる。あるいは、行う治療に必要な浸透深さに従っ
てユーザが結合器の種類を選択できる。

【００６８】図９および図１０は棒状閃光灯９２を直線
−円形光ファイバ変換器９４を介して光ファイバ束９６
に結合するための結合器９０を示す。この実施例におい
ては、反射器９８の、棒状フラッシュ管９２の軸に平行
な平面内の、図１０に示す、横断面は長円形である。フ
ラッシュ管９２は長円形の一つの焦点に配置され、直線
−円形光ファイバ変換器９４の直線側が長円形の他の焦
点に配置される。この構成は製作が比較的簡単で、Ｇｅ
ｎｅｒａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃｓから入手できる
２５−００４−４などの市販されている直線−円形変換
器を使用できる。この構成は光ファイバのより大きい露
出部に対して、または閃光照明のために、とくに有用で
ある。

【００６９】本発明によって達成できるエネルギー密度
およびパワー密度は、表面処置すなわち医療用に希望の
効果を達成するために十分高い。図４に示す実施例で
は、全エネルギー密度およびパワー密度を次のように見
積もることができる。穴の直径が４ｍｍで、主直径が
３．３ｃｍである典型的なトロイダル閃光灯では、閃光
灯への１０Ｊ／ｃｍの電気的線形エネルギー密度入力を
５μ秒のパルス幅で使用できる。閃光灯の光出力は最適
な電気的動作条件で５〜６Ｊ／ｃｍである。図４に示す
反射器では閃光灯で発生された光の５０％が下側の焦点
に到達する。そうすると、その焦点において２５〜３０
Ｊの全エネルギー束を得ることができる。図４または図
８に示す実施例では、焦点面における反射器の全横断面
面積は０．８ｃｍ２ である。光ファイバの入口におけ
る３０〜４０Ｊ／ｃｍ２ のエネルギー密度をこの横断
面で得るべきである。これは５〜１０ＭＷ／ｃｍ２ の
パワー密度に対応する。それは、医療または物質処理に
おいて使用する典型的なパワー密度である。

【００７０】より長いパルスの場合には、閃光灯に入射
するより高い線形パワー密度を使用できる。フラッシュ
管への１ｍ秒パルスでは線形パワー密度１００Ｊ／ｃｍ
を使用できる。焦点領域における対応するエネルギー密
度は３００Ｊ／ｃｍ２ までである。そのようなエネル
ギー密度は産業用清掃および処理の用途、および医療用
において非常に効果的である。

【００７１】棒状フラッシュ管などの伸ばされた光源に
光ファイバを結合するための別の実施例を図１１と図１
２に示す。図１１の実施例では、閃光灯１０２および閃
光灯外囲器１０３の周囲に光ファイバ１０１が巻かれ
る。閃光灯によって発生された光のいくらかが光ファイ
バに結合される。光ファイバによって捕らえられる向き
に光線が伝えられるとすると、その光は光ファイバ中を
伝わり、光ファイバの出口１０４でその光を使用でき
る。この構成の一つの制約は、閃光灯１０２によって発
生された光のほとんどが、閃光灯１０２の表面に垂直な
向きに進んで、光ファイバ１０１によって捕らえられな
いという事実である。

【００７２】図１２に示す実施例はこの問題を克服する
ものである。図１１の光ファイバ１０１などのドープさ
れていない光ファイバではなくて、ドープされた光ファ
イバ１０５が閃光灯１０２と外囲器１０３の周囲に巻か
れる。ドーパントは蛍光物質である。この蛍光物質は閃
光灯１０２によって放出された光によって励起されて、
光ファイバの内部に光を放射する。この光は全方向に放
射され、その光のうち、光ファイバ１０５の臨界角内の
光が捕らえられて、光ファイバの内部を伝わり、光ファ
イバの出口１０４で使用できる。光ファイバ内部に捕ら
えられた光の角度は、その光ファイバまたは光波ガイド
を製造している材料の臨界角である。空気中の光ファイ
バ（または光波ガイド）ではこの角度はｓｉｎα＝１／
ｎによって与えられる。

【００７３】典型的には、ガラスまたはその他の透明な
物質ではｎ＝１．５およびα＝４１．８度である。これ
は、光ファイバの内部の蛍光物質によって放出された光
の１０％を超える捕獲効率に対応する。蛍光プロセスの
効率が５０％であると仮定すると、閃光灯によって発生
された光の５％以上が捕獲され、光ファイバに沿って伝
わる。たとえば、直線電力入力が３００Ｊ／ｉｎｃｈ
で、電気−光変換効率が５０％であるある４”閃光灯
が、それの電力の２．５％を光ファイバに結合する。こ
れは、４”閃光灯の場合には、全光エネルギー３０Ｊに
対応する。この実施例は、閃光灯によって放出された光
の波長を、上記治療または処理の用途のいくつかに一層
有用なことがある波長に変換するという付加利点を有す
る。したがって、光ファイバにドープされる蛍光物質
を、装置の特定の用途によって決定される放出波長に従
って選択できる。

【００７４】一つの別の実施例は光を皮膚に結合するた
めにゲルを使用することを含む。この別の実施例は皮膚
の外部層（表皮および真皮の上側層）の加熱を減少す
る。ゲルは水をベースとする高い粘性のゲルであること
が好ましく、治療の前に皮膚に塗布する。もっとも、必
ずしも水をベースとしない他のゲルを使用できる。比較
的高い熱容量および熱伝導度を持つ、水をベースとする
ゲルなどのゲルが外皮（とくに表皮）の冷却を可能にす
るために好ましい。治療中に光が透明なゲルを透過して
皮膚に到達するから、透明であることも望ましい。

【００７５】ここで、図１３を参照して、治療の前にゲ
ル１１０が皮膚２１に塗布される。皮膚の上のゲルの平
らな層を用いる。その理由は、光が透過するゲルの上側
層が平らでないと、光を散乱させて皮膚の内部への光の
浸透を減少させるからである。ゲルの上側層を平らにす
るために、皮膚の表面に透明で平らな固体片１１１を付
着できる。構成を図１３に概略的に示す。透明な板をガ
ラスその他の透明な材料から製作できる。閃光灯ハウジ
ングまたは上記光ガイドを透明板に直接接触して置くこ
とができる。

【００７６】図１３の構成には、皮膚の表面が粗いため
に皮膚に入る光の散乱（矢印１１３で表している）を減
少するという利点がある。皮膚の屈折率は空気の屈折率
より大きい。その結果、空気と皮膚の境界面に入射する
どの光子も、入射角０度で皮膚に入射しなければ、屈折
させられる。皮膚の表面は粗いから皮膚の角度分布は増
加する。これを図１４に概略的に示す。

【００７７】ゲルを使用するのはこの問題に対処するた
めである。というのは、皮膚の構造によって形成されて
いる不規則な空所をゲルが埋めることができるからであ
る。ゲルを覆う透明な板およびゲル自体の屈折率は、皮
膚の屈折率に近いことが好ましい。可視光および紫外線
における皮膚の屈折率は１．４程度であるので、そのよ
うにすることは比較的容易である。ほとんどのガラスお
よび透明プラスチックの屈折率は１．５程度であり、こ
れは十分に近い。この範囲では水の屈折率は１．３４程
度である。水をベースとするゲルの屈折率も同様であ
る。適切な付加物質によって屈折率を高くできる。した
がって板とゲルは入射する光に対して平らな表面として
作用する。ゲルおよび板の屈折率は皮膚の屈折率に近い
ので、ゲルと板の境界面およびゲルと皮膚の境界面にお
ける光の散乱は非常に少ない。

【００７８】ゲルの使用は脚の静脈および皮膚のその他
の良性血管病変の治療に実験的に成功している。治療は
上記閃光灯を用いて行った。しかし、別の実施例におい
ては、異なる非コヒーレント光源、またはコヒーレント
光源を使用できる。

【００７９】動作中は光は３個のパルスの列で照射する
のが普通で、パルスの間には短い遅延時間を置く。この
動作モードを使用する理由は、脚の静脈が代表的なもの
である、大きくて深い血管と比較して、表面にある、薄
い（厚さが０．１ｍｍより薄い）表皮がより急速に冷却
することを利用するためである。皮膚に接触しているゲ
ルはパルスの間の待機期間中に表皮を冷却する。この冷
却によって表皮の受ける損傷が大幅に減少する。

【００８０】本発明に従って、長いパルスまたは遅延に
よって分離されたパルス列のいずれかで治療部位に光が
照射される。遅延とパルス幅の少なくとも一方をオペレ
ータが制御して、希望の処置を行うためには十分である
が、皮膚を損傷させない熱を加えることが好ましい。

【００８１】この着想を太くて深い血管（直径が２ｍｍ
で、深さが２ｍｍ）で試験した。水をベースにしている
市販の超音波ゲルの薄い層（アメリカ合衆国のＰａｒｋ
ｅｒによって製造されている「Ａｑｕａ ｃｌｅａｒ」
ゲル、厚さ１〜２ｍｍ）を皮膚に塗布した。ゲルの平ら
な層を発生するために１ｍｍの薄いガラス窓を使用し
た。装置からの光がその薄いガラスとゲルを透過して皮
膚に入射した。ゲル中に気泡が存在しないように注意を
払った。この構成を３０〜５０Ｊ／ｃｍ２ の光子エネ
ルギー密度で試験した。血管の凝固と掃除を皮膚に損傷
を与えることなしに行った。これは、ゲルを使用せず、
同じパルス構造の２０Ｊ／ｃｍ２ の作用によって行っ
て皮膚に火傷を生じた類似の試験とは正反対である。

【００８２】表皮の厚さは約０．１ｍｍで、冷却時間は
約５ｍ秒である。したがって、火傷を避けるためには５
ｍ秒より長い遅延を用いる。

【００８３】別の実施例においては、閃光灯に供給する
電圧と電流の少なくとも一方を制御することによって、
治療のために使用する光のスペクトルを制御する。この
技術で周知のように、閃光灯によって発生される光のス
ペクトルは、閃光灯に供給する電圧と電流に依存する。
この実施例によれば、希望の治療スペクトルを得るため
に入力電圧と入力電流を選択する。使用する各閃光灯ご
とに適切な電圧と電流を実験的に決定できる。たとえ
ば、２００アンペアの閃光灯電流で図１７に示すスペク
トルを発生した。同様に、図１８に示すスペクトルは３
８０アンペアの閃光灯電流で発生したものである。図１
７に示すスペクトルは８００〜１０００ｎｍの波長範囲
を大きく強めていることを示す。そのようなスペクトル
は太い血管の治療にとくに有用である。

【００８４】出力スペクトルを制御するために用いる種
々の電流および電圧は、閃光灯の電源の一部として直列
または並列に接続できるコンデンサ群を用いて得ること
ができる。直列接続では比較的高い電圧と比較的大きい
電流が得られ、それによって５００〜６５０ｎｍなどの
より短い波長にエネルギーを有するスペクトルを発生す
る。そのような直列接続は、より細い血管の治療のため
に有用であるより短いパルス（たとえば、１〜１０ｍ
秒）を発生するために適切である。

【００８５】並列接続はより低い電圧とより小さい電流
を提供するから、７００〜１０００ｎｍなどのより長い
波長の出力スペクトルを発生する。そのようなスペクト
ルはより太い血管の治療に適切で、より長いパルス（た
とえば、１０〜５０ｍ秒の範囲）を発生するために適当
である。直列接続または並列接続の選択はリレーまたは
リレー群を用いて行うことができる。

【００８６】別の実施例においては、図３に示すパルス
形成ネットワークを、図１９に示すようなＧＴＯドライ
バ回路１２１で置き換えることができる。図１９に示す
ドライバ回路は、閃光灯への電力供給を制御するために
ターンオンおよびターンオフできるスイッチを使用す
る。この別の実施例をスイッチとして使用するＧＴＯに
関して説明するが、ＩＧＢＴなどの、ターンオンおよび
ターンオフできる他のスイッチも使用できる。

【００８７】ここで図１９を参照して、ドライバ回路１
２１は、高電圧電源１２２、コンデンサバンクＣ５、イ
ンダタタＬ５、ダイオードＤ５、スイッチＧＴ０１、ダ
イオードＤ６、ダイオードＤ７、抵抗Ｒ５、コンデンサ
Ｃ６、ＧＴＯトリガ発生器ＴＲ１、抵抗Ｒ７、コンデン
サＣ７、および閃光灯トリガ発生器ＴＲ２を含む。それ
らの部品は閃光灯１４に接続されて、電力パルスを閃光
灯１４に供給する。パルスの持続時間とタイミングはこ
こでの説明に従って定められる。ドライバ回路１２１は
下記のようにして動作する。

【００８８】高電圧電源１２２はコンデンサバンクＣ５
の端子間に接続され、コンデンサバンクＣ５を閃光灯１
４に印加するために適当な電圧までコンデンサバンクＣ
５を充電する。コンデンサバンクＣ５は１個または複数
のコンデンサを用いて、上記のようにして構成できる。

【００８９】閃光灯１４を発光させる前に、閃光灯トリ
ガ発生器ＴＲ２は閃光灯１４を降伏させて、それの内部
に比較的低いインピーダンスの通路を形成する。閃光灯
が降伏した後で、コンデンサＣ７は電流を閃光灯１４に
急激に流して、それの内部に比較的低いインピーダンス
の通路を更に形成する。このようにして、閃光灯１４が
パワーパルスを発生する準備を行わせる予備放電が行わ
れる。コンデンサＣ７はコンデンサバンクＣ５より小さ
い電流を供給する。あるいは、ドライバ回路１２１をシ
マー（ｓｉｍｍｅｒ）モードで動作できる。このモード
では予備放電は不要である。

【００９０】その後で、ＧＴＯトリガ発生器ＴＲ１から
のパルスでスイッチＧＴＯ１をターンオンして、閃光灯
１４とコンデンサバンクＣ５との間の回路を完結する。
そうするとコンデンサバンクＣ５は閃光灯１４を通じて
放電する。閃光灯１４を流れる電流の立ち上がり時間を
制御するためにインダクタＬ５を設けることができる。
インダクタＬ５は、図示しない固有の抵抗性部品を含む
ことができる。

【００９１】希望のパルス幅によって決定された長さの
時間が経過した後で、ＧＴＯトリガ発生器ＴＲ１はパル
スをスイッチＧＴＯ１に供給してそれをオフにする。制
御回路がトリガパルスのタイミングを決定して、希望の
パルス幅および希望の遅延に従ってそれらのパルスを供
給する。

【００９２】ダイオードＤ６と、抵抗Ｒ５と、コンデン
サＣ６とで構成されたスナッバー（ｓｎｕｂｂｅｒ）回
路がスイッチＧＴＯ１のために設けられる。また、スイ
ッチＧＴＯ１を逆電圧から保護するためにダイオードＤ
５とＤ７が設けられる。スイッチＧＴＯ１の設けられ電
流を測定するために抵抗Ｒ７が閃光灯１４に並列接続さ
れる。その抵抗はスイッチＧＴＯ１を適切に動作させる
ために使用できる。

【００９３】コンデンサバンクＣ５にＳＣＲその他のス
イッチを並列に設けるためにドライバ回路１２１にそれ
らの部品を付加することもできる。こうすることによっ
て、スイッチＧＴＯ１をターンオンすることなしにコン
デンサバンクＣ５を放電またはリセットできる。図示の
並列トリガではなくて直列トリガを行う回路を設けると
いうことなどの、その他の変更を行うことができる。別
の変更は、閃光灯１４ではなくてレーザを用いるドライ
バ回路を使用することである。

【００９４】パルス幅と遅延を適切に使用することによ
って表皮の火傷を避けることを支援できる。表皮の冷却
時間は５ｍ秒であり、太い血管の冷却時間はそれより長
い（１ｍｍの血管の冷却時間は約３００ｍ秒である）。
そうすると、５ｍ秒より長い持続時間を持つパルスが持
続している間は、表皮は冷却できるが、血管はそうでは
ない。たとえば、太い血管（直径が約１ｍｍの血管）を
治療するためには、１００ｍ秒のパルスでは皮膚は冷却
するが、血管は冷却しない。

【００９５】一連のパルスを用いて同じ効果を達成でき
る。これは、１個の長いパルスを閃光灯に供給すること
が実際的ではない場合に有用である。皮膚は冷却できる
が、血管が冷却するためには短かすぎるようにパルスの
間の遅延時間を選択する。そうすると、太い血管の冷却
時間は長いから、より長い遅延時間で太い血管を処置で
きる。細い血管は急速に冷却するから長い遅延時間は効
果的ではない。しかし、細い血管は必要とするエネルギ
ーも小さく、１個のパルスで効果的に処置できる。

【００９６】適当な遅延時間は２０〜５００ｍ秒の範囲
である。更に詳しくいえば、直径が１ｍｍより太い血管
では１００〜５００ｍ秒の遅延時間が効果的である。直
径が０．５〜１ｍｍの血管では２０〜１００ｍ秒の遅延
時間が効果的である。直径が０．１〜０．５ｍｍの血管
では１０〜５０ｍ秒の遅延時間が効果的である。直径が
０．１ｍｍより細い血管では１〜２０ｍ秒の範囲のパル
ス幅のパルス１個が効果的である。

【００９７】また、皮膚の色素沈着に従って遅延時間を
選択すべきである。色が濃い皮膚はより多くのエネルギ
ーを吸収するから冷却に必要な時間が長くなる。したが
って、より長い遅延時間を必要とする。色が薄い皮膚は
より少ないエネルギーを吸収するからより短い遅延時間
で済む。

【００９８】多数のパルスは皮膚中または皮膚に近い細
い血管の「パーポラ（ｐｕｒｐｏｒａ）」すなわち破裂
を避けることが判明されている。火傷を避け、冷却する
ためにパルスを使用することは、レーザまたはその他の
光源によって供給される光についても同様に有効であ
る。

【００９９】別の実施例は閃光灯を制御するためにマイ
クロプロセッサまたはパーソナルコンピュータを使用す
ることを含む。タイミング機能を提供し、上記トリガ信
号を後見するためにマイクロプロセッサを使用できる。
また、一実施例においては、マイクロプロセッサはスク
リーンおよびキーボード、ボタン、マウス、またはその
他の入力装置などのユーザインタフェースを含む。マイ
クロプロセッサには治療パラメータの選択を支援する情
報を記憶する。

【０１００】たとえば、治療される状態がポートワイン
しみ皮膚ＩＩＩ型であるとすると、医師はその状態をマ
イクロプロセッサに入力する。そうするとマイクロプロ
セッサは、５７０ｎｍ遮断フィルタを用いる、遅延時間
が５０ｍ秒で、エネルギー密度が５５Ｊ／ｃｍ２ であ
る二重パルスなどの示唆された治療パラメータで応答す
る。医師はそれらの示唆された治療パラメータを変更で
きるが、示唆された治療パラメータに対して動作の指針
を参照する必要はない。

【０１０１】マイクロプロセッサまたはパーソナルコン
ピュータは患者情報を作成して、それをデータベースに
保存するために使用することもできる。そうすると、処
置した状態、処置パラメータ、治療回数等過去の治療情
報を保存し、患者を再び治療する際にその情報を呼び出
すことができる。これは患者に適切な治療を施すことを
支援する。また、データベースは各治療の前後における
患者の状態の写真を含むこともできる。また、これは記
録保持と、どの処置が所与の状態に対して最も有効であ
るかの決定も支援する。

【０１０２】上記治療に加えて、ここで説明している装
置および方法は他の状態を処置するためにも使用でき
る。たとえば、乾癬またはいぼの治療に成功している。
同様に皮膚の若返り（しわの処置）にも効果があるはず
である。発明者は痔、のどの病変、および血管の不具合
に起因する婦人科の諸疾患を治療するために本発明を使
用することも目論んでいる。

【０１０３】したがって、上記諸目的および諸利点を十
分に満足する閃光灯および結合器を本発明に従って得ら
れたことが明らかである。本発明を特定の実施例に関連
して説明したが、多くの代替例、変更が当業者には明瞭
であろう。したがって、添付した特許請求の範囲の要旨
および範囲に含まれるそのような代替例および変更の全
てを包含することを意図するものである。

【０１０４】。

【図面の簡単な説明】

【図１】非コヒーレントパルス光源皮膚治療装置の横断
面図である。

【図２】図１の光源の側面図である。

【図３】図１と図２の皮膚治療装置に使用するための可
変パルス幅パルス形成回路の回路図である。

【図４】トロイダルフラッシュ管からの光を円錐形縁部
を持つ光フィルタに結合する結合器の横断面図である。

【図５】トロイダルフラッシュ管の側面図である。

【図６】トロイダルフラッシュ管の上面図である。

【図７】円錐形部分に結合するための構造を示す図であ
る。

【図８】トロイダルフラッシュ管からの光を平らな縁部
を持つ光フィルタに結合する結合器の横断面図である。

【図９】棒状フラッシュ管からの光を円形光ファイバ束
に結合する結合器の正面断面図である。

【図１０】図９の結合器の側面断面図である。

【図１１】棒状フラッシュ管からの光を光ファイバに結
合する結合器の正面図である。

【図１２】棒状フラッシュ管からの光をドープされてい
る光ファイバに結合する結合器の正面図である。

【図１３】透明な板によるゲルと皮膚の境界面の略図で
ある。

【図１４】ゲルを用いない光子の浸透の角度分布を示す
図である。

【図１５】大きな角度発散を行う光ガイドを示す図であ
る。

【図１６】小さい角度発散を行う光ガイドを示す図であ
る。

【図１７】２００アンペアの電流で閃光灯によって発生
されたスペクトルを示す図である。

【図１８】３８０アンペアの電流で閃光灯によって発生
されたスペクトルを示す図である。

【図１９】閃光灯用ＧＴＯドライバ回路を示す。

【符号の説明】

１０ 皮膚治療装置 １４ 光源（閃光灯） １６、４４ 反射器 １８ フィルタ ４０、８０、９０、６０１ 結合器 ４２、９２ フラッシュ管 ４６ 光ファイバ ９４ 直線−円形光ファイバ変換器 １１５、１１８ 光ガイド １２１ ドライバ回路 １２２ 高電圧電源 ＴＲ１ ＧＴＯトリガ発生器 ＴＲ２ フラッシュ管トリガ発生器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処置のための光出力を供給するように動
   作できる非コヒーレントパルス状光源と、この光源に接
   続された電源と、反射器を含み開口部を有するハウジン
   グとを備え、光源はハウジングの内部に配置され、反射
   器は光源からの光を開口部へ反射し、開口部と治療部位
   の間に可撓性光ガイドが配置され、この光ガイドは光源
   からの非コヒーレント光を受けてその光を治療部位へ送
   り、光源と反射器および光ガイドがあいまって６Ｊ／ｃ
   ｍ２ と１００Ｊ／ｃｍ２ の間の光を供給する治療部
   位を処置するための治療装置であって、 光ガイドは所定の角度で発散している光を送り、発散は
   希望の処置深さに応じて選択されることを特徴とする治
   療装置。
2. 【請求項２】 光源と光ガイドの間に第１の干渉フィル
   タが配置され、第１のフィルタと治療部位の間に第２の
   吸収フィルタが配置されることを特徴とする請求項１に
   記載の治療装置。
3. 【請求項３】 吸収染料を含む材料から光ガイドが製作
   され、この光ガイドが第２の吸収フィルタであることを
   特徴とする請求項２に記載の治療装置。
4. 【請求項４】 反射器が円の一部である反射部を含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載の治療装置。
5. 【請求項５】 反射部が光源に比較的近いことを特徴と
   する請求項４に記載の治療装置。
6. 【請求項６】 治療部位の上に冷却ゲルが配置されるこ
   とを特徴とする請求項５に記載の治療装置。